CN115184002A - 一种航空发动机涡轮叶片检测用夹持装置 - Google Patents

一种航空发动机涡轮叶片检测用夹持装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及涡轮叶片检测技术领域，具体是一种航空发动机涡轮叶片检测用夹持装置，包括底座和托座，所述托座转动连接于底座的顶部外壁，还包括安装环，所述安装环的圆周外壁固定安装有三个滑块和三个固定块，三个所述固定块的顶部均固定安装有固定筒，三个所述固定筒的内壁均滑动连接第二齿条，三根所述第二齿条的一端均固定安装有铰块，三根所述铰块的外壁均铰接有铰板，三根所述铰板的一端铰接有同一个抵柱，本发明无论对于何种高度的涡轮叶片均能实现有效夹紧，即抵柱向下的行程长度不同既可实现夹紧，同时无论对于何种直径的涡轮叶片，抵柱也均能够与涡轮叶片的中心位置处接触并实现对其固定，适用性强，夹紧的效果好。

Description

一种航空发动机涡轮叶片检测用夹持装置
技术领域
本发明涉及涡轮叶片检测技术领域，具体是一种航空发动机涡轮叶片检测用夹持装置。
背景技术
航空发动机零部件抗高周疲劳设计已经成为制约高性能发动机发展的关键技术之一，其中，工作在高温燃气环境中的涡轮叶片的高周疲劳裂纹故障问题尤其显著，开展涡轮叶片抗高周疲劳设计，最重要的环节则是通过开展高温条件下的高周疲劳试验，获得叶片构件实际的高周疲劳性能。
在检测时需要对涡轮叶片进行夹持，经检索，公开号为：CN107941607A提出一种适用于大刚度高压涡轮叶片高周疲劳试验的夹持装置。包括底座、带榫槽活块、顶紧螺钉、连接螺钉和缘板夹持活块；待试验的高压涡轮叶片榫头装入带榫槽活块内，通过顶紧螺钉径向顶紧，带榫槽活块从底部向上装入底座，缘板夹持活块通过连接螺钉与底座连接，最后将夹持装置整体固定在水平振动平台上；为了防止叶片实验时损伤。
但现有技术中，存在如下问题：
(1)涡轮叶片整体为不规则形状，放置时，为了方便其检测还需要对其进行转动，而现有措施对涡轮叶片整体缺乏抵紧固定措施，且现有措施不能对不同直径和高度的涡轮叶片形成有效夹持；
(2)由于涡轮叶片的一端为光滑的椭球形状，该端难以固定，容易发生打滑，其难以跟随驱动装置进行转动，存在局限性，影响后续的检测效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种航空发动机涡轮叶片检测用夹持装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明的技术方案是：一种航空发动机涡轮叶片检测用夹持装置，包括底座和托座，所述托座转动连接于底座的顶部外壁，还包括：
安装环，所述安装环的圆周外壁固定安装有三个滑块和三个固定块，三个所述固定块的顶部均固定安装有固定筒，三个所述固定筒的内壁均滑动连接第二齿条，三根所述第二齿条的一端均固定安装有铰块，三根所述铰块的外壁均铰接有铰板，三根所述铰板的一端铰接有同一个抵柱；
第一齿环，所述第一齿环的底部开设有环形槽，三个所述滑块的顶端均滑动插接于环形槽的内壁，三个所述固定块的顶部均转动连接有齿轮柱，其中一个所述固定块的底部安装有第一电机，所述第一电机的输出轴顶端与其中一个所述齿轮柱的底端固定连接；
涡轮叶片，所述涡轮叶片的顶部外壁与抵柱的底端接触，所述托座的内壁设置有托槽，所述涡轮叶片的底部外壁托槽接触。
优选的，所述抵柱的顶端开设有三个呈圆周阵列分布的开槽，三根所述铰板的一端分别交接于不同位置的开槽内壁。
优选的，所述底座的顶部外壁转动连接有转盘，所述转盘的一侧外壁固定安装有把手，拨动把手可以带动转盘转动。
优选的，所述转盘的顶部外壁固定安装有两根支架，两根所述支架的顶端固定安装有同一个延伸架，所述延伸架的内壁顶端转动连接有顶板，所述顶板的一侧外壁底部固定安装有两根连接杆，两根所述连接杆的底端与安装环的顶部外壁固定连接。
优选的，所述延伸架的顶部外壁固定安装有电动推杆，所述电动推杆的延伸杆顶端固定安装有固定板，所述固定板的顶部外壁固定安装有两根第一齿条，所述顶板与延伸架的转动连接处安装有两个第一齿轮，所述第一齿条与第一齿轮啮合。
优选的，所述支架的一侧外壁固定安装有横板，所述横板的顶部固定安装有定位环，所述横板的底部设置有安装检测装置的孔位，将检测装置安装在孔位上。
优选的，所述托座的托槽内壁设置有紧固机构，通过紧固机构实现托座与涡轮叶片之间的相对固定，所述托座的外壁设置有第二齿环，所述底座的顶部固定安装有第二电机，所述第二电机的输出轴顶端固定安装有第二齿轮，所述第二齿轮与第二齿环的外壁啮合。
优选的，所述紧固机构包括多个呈圆周阵列分布设置于托槽内壁的安装槽，多个所述安装槽的内壁均固定安装有电磁铁，所述电磁铁的一侧外壁固定安装有多根弹簧，多根所述弹簧的一端固定安装有磁块。
优选的，所述磁块的一侧外壁均固定安装有橡胶垫，橡胶垫增大与涡轮叶片接触面的摩擦力。
本发明通过改进在此提供一种航空发动机涡轮叶片检测用夹持装置，与现有技术相比，具有如下改进及优点：
其一：本发明启动第一电机，通过第一电机驱动齿轮柱转动，进而带动第一齿环转动，通过第一齿环带动另外两个齿轮柱转动，最终实现带动三根第二齿条同步滑动的效果，此时根据实际需求使得三根第二齿条在第一电机的驱动作用下第一齿环的圆心位置处滑动，同时在铰板和铰块的转动作用下最终使得抵柱向下移动，直至抵柱与涡轮叶片的顶部抵紧，最终实现对涡轮叶片的固定，该固定措施无论对于何种高度的涡轮叶片均能实现有效夹紧，即抵柱向下的行程长度不同既可实现夹紧，同时无论对于何种直径的涡轮叶片，抵柱也均能够与涡轮叶片的中心位置处接触并实现对其固定，适用性强，夹紧的效果好；
其二：本发明可以在横板的底部安装检测装置，通过检测装置对涡轮叶片进行检测，在检测时对电磁铁断电，此时弹簧弹性势能释放将磁块向外推出，最终使得橡胶垫与涡轮叶片的底部外壁接触，实现涡轮叶片与托座之间的有效固定，随后启动第二电机，通过第二电机驱动第二齿轮，转动，再通过第二齿轮与第二齿环的啮合带动托座转动，进而带动涡轮叶片转动，此时通过设置在横板底部的检测装置可以实现对涡轮叶片的全方位检测，检测效率提升，避免涡轮叶片与托座之间发生打滑的情况；
其三：本发明底座的形状并不固定，可以在底座的顶部设置多个以转盘为圆心呈圆周阵列分布的托座，在其中一个涡轮叶片完成检测后，通过把手带动转盘转动进而带动安装在支架上的夹持机构进行转动，可以实现对其中一个涡轮叶片检测后进行下一个位置处涡轮叶片的检测，检测效率高，检测速度提升。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释：
图1是本发明的立体图；
图2是图1中A部分的局部放大图；
图3是本发明的另一视角立体图；
图4是本发明中第一齿环部分的立体图；
图5是本发明第一齿环抬起时的立体图；
图6是本发明中托座部分剖视结构示意图；
图7是本发明中抵柱部分的立体图。
附图标记说明：
1、底座；2、转盘；3、把手；4、支架；5、延伸架；6、电动推杆；7、固定板；8、第一齿条；9、顶板；10、第一齿轮；11、电磁铁；12、连接杆；13、安装环；14、第一齿环；15、滑块；16、环形槽；17、固定块；18、固定筒；19、第二齿条；20、第一电机；21、齿轮柱；22、铰板；23、抵柱；24、定位环；25、涡轮叶片；26、托座；27、第二电机；28、第二齿轮；29、横板；30、第二齿环；31、安装槽；32、橡胶垫；33、磁块；34、弹簧；35、托槽；36、铰块；37、开槽。
具体实施方式
下面对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明通过改进在此提供一种航空发动机涡轮叶片检测用夹持装置，本发明的技术方案是：
如图1-图7所示，一种航空发动机涡轮叶片检测用夹持装置，包括底座1和托座26，托座26转动连接于底座1的顶部外壁，还包括：
安装环13，安装环13的圆周外壁固定安装有三个滑块15和三个固定块17，三个固定块17的顶部均固定安装有固定筒18，三个固定筒18的内壁均滑动连接第二齿条19，三根第二齿条19的一端均固定安装有铰块36，三根铰块36的外壁均铰接有铰板22，三根铰板22的一端铰接有同一个抵柱23；
第一齿环14，第一齿环14的底部开设有环形槽16，三个滑块15的顶端均滑动插接于环形槽16的内壁，三个固定块17的顶部均转动连接有齿轮柱21，其中一个固定块17的底部安装有第一电机20，第一电机20的输出轴顶端与其中一个齿轮柱21的底端固定连接；
需进一步说明的是，启动第一电机20，通过第一电机20驱动齿轮柱21转动，进而带动第一齿环14转动，通过第一齿环14带动另外两个齿轮柱21转动，最终实现带动三根第二齿条19同步滑动的效果，此时根据实际需求使得三根第二齿条19在第一电机20的驱动作用下第一齿环14的圆心位置处滑动，同时在铰板22和铰块36的转动作用下最终使得抵柱23向下移动，直至抵柱23与涡轮叶片25的顶部抵紧，最终实现对涡轮叶片25的固定。
涡轮叶片25，涡轮叶片25的顶部外壁与抵柱23的底端接触，托座26的内壁设置有托槽35，涡轮叶片25的底部外壁托槽35接触，托槽35的设置方便涡轮叶片25能够快速放入其中。
进一步地，抵柱23的顶端开设有三个呈圆周阵列分布的开槽37，三根铰板22的一端分别交接于不同位置的开槽37内壁，铰板22和铰块36的配合辅助抵柱23实现上下移动的效果，当抵柱23向下时抵紧涡轮叶片25的顶部。
进一步地，底座1的顶部外壁转动连接有转盘2，转盘2的一侧外壁固定安装有把手3；
需进一步说明的是，底座1的形状并不固定，可以在底座1的顶部设置多个以转盘2为圆心呈圆周阵列分布的托座26，在其中一个涡轮叶片25完成检测后，通过把手3带动转盘2转动进而带动安装在支架4上的夹持机构进行转动，可以实现对其中一个涡轮叶片25检测后进行下一个位置处涡轮叶片25的检测，检测效率高，检测速度提升。
进一步地，转盘2的顶部外壁固定安装有两根支架4，两根支架4的顶端固定安装有同一个延伸架5，延伸架5的内壁顶端转动连接有顶板9，顶板9的一侧外壁底部固定安装有两根连接杆12，两根连接杆12的底端与安装环13的顶部外壁固定连接。
进一步地，延伸架5的顶部外壁固定安装有电动推杆6，电动推杆6的延伸杆顶端固定安装有固定板7，固定板7的顶部外壁固定安装有两根第一齿条8，顶板9与延伸架5的转动连接处安装有两个第一齿轮10，第一齿条8与第一齿轮10啮合；
需进一步说明的是，启动电动推杆6，通过电动推杆6的延伸杆伸出带动第一齿条8向上伸出，再通过第一齿条8与第一齿轮10的啮合带动顶板9翻转，最终带动抵柱23从与地面平行的姿态调整至与地面垂直的姿态。
进一步地，支架4的一侧外壁固定安装有横板29，横板29的顶部固定安装有定位环24，横板29的底部设置有安装检测装置的孔位，通过孔位将检测装置安装在横板29的底部，随后通过驱动涡轮叶片25转动实现对涡轮叶片25的全方位检测。
进一步地，托座26的托槽35内壁设置有紧固机构，托座26的外壁设置有第二齿环30，底座1的顶部固定安装有第二电机27，第二电机27的输出轴顶端固定安装有第二齿轮28，第二齿轮28与第二齿环30的外壁啮合。
进一步地，紧固机构包括多个呈圆周阵列分布设置于托槽35内壁的安装槽31，多个安装槽31的内壁均固定安装有电磁铁11，电磁铁11的一侧外壁固定安装有多根弹簧34，多根弹簧34的一端固定安装有磁块33；
需进一步说明的是，在检测时对电磁铁11断电，此时弹簧34弹性势能释放将磁块33向外推出，最终使得橡胶垫32与涡轮叶片25的底部外壁接触，实现涡轮叶片25与托座26之间的有效固定，随后启动第二电机27，通过第二电机27驱动第二齿轮28，转动，再通过第二齿轮28与第二齿环30的啮合带动托座26转动，进而带动涡轮叶片25转动，此时通过设置在横板29底部的检测装置可以实现对涡轮叶片25的全方位检测，检测效率提升，避免涡轮叶片25与托座26之间发生打滑的情况。
进一步地，磁块33的一侧外壁均固定安装有橡胶垫32，通过设置的橡胶垫32增大与涡轮叶片25接触面的摩擦力，避免托座26与涡轮叶片25的底部发生相对滑动。
设置的定位环24的底部可安装相机模组，在使用时可以通过机械手臂的控制电脑与相机模组联网实现将涡轮叶片25精准放入到托座26顶部的托槽35内壁中；
随后启动电动推杆6，通过电动推杆6的延伸杆伸出带动第一齿条8向上伸出，再通过第一齿条8与第一齿轮10的啮合带动顶板9翻转，最终带动抵柱23从与地面平行的姿态调整至与地面垂直的姿态，随后启动第一电机20，通过第一电机20驱动齿轮柱21转动，进而带动第一齿环14转动，通过第一齿环14带动另外两个齿轮柱21转动，最终实现带动三根第二齿条19同步滑动的效果，此时根据实际需求使得三根第二齿条19在第一电机20的驱动作用下第一齿环14的圆心位置处滑动，同时在铰板22和铰块36的转动作用下最终使得抵柱23向下移动，直至抵柱23与涡轮叶片25的顶部抵紧，最终实现对涡轮叶片25的固定，该固定措施无论对于何种高度的涡轮叶片25均能实现有效夹紧，即抵柱23向下的行程长度不同既可实现夹紧，同时无论对于何种直径的涡轮叶片25，抵柱23也均能够与涡轮叶片25的中心位置处接触并实现对其固定，适用性强，夹紧的效果好；
可以在横板29的底部安装检测装置，通过检测装置对涡轮叶片25进行检测，在检测时对电磁铁11断电，此时弹簧34弹性势能释放将磁块33向外推出，最终使得橡胶垫32与涡轮叶片25的底部外壁接触，实现涡轮叶片25与托座26之间的有效固定，随后启动第二电机27，通过第二电机27驱动第二齿轮28，转动，再通过第二齿轮28与第二齿环30的啮合带动托座26转动，进而带动涡轮叶片25转动，此时通过设置在横板29底部的检测装置可以实现对涡轮叶片25的全方位检测，检测效率提升，避免涡轮叶片25与托座26之间发生打滑的情况；
另外，底座1的形状并不固定，可以在底座1的顶部设置多个以转盘2为圆心呈圆周阵列分布的托座26，在其中一个涡轮叶片25完成检测后，通过把手3带动转盘2转动进而带动安装在支架4上的夹持机构进行转动，可以实现对其中一个涡轮叶片25检测后进行下一个位置处涡轮叶片25的检测，检测效率高，检测速度提升；
电动推杆6、固定板7和第一齿条8组成的用于驱动第一齿轮10发生转动的机构，可以替换成电机和蜗杆，将第一齿轮10替换成涡轮，通过蜗杆与涡轮啮合的方式实现带动顶板9翻转的效果，蜗杆与涡轮啮合的方式对能够产生自锁效果，可以实现对顶板9翻转过程的精准、可靠控制。
上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种航空发动机涡轮叶片检测用夹持装置，包括底座(1)和托座(26)，所述托座(26)转动连接于底座(1)的顶部外壁，其特征在于：还包括：
安装环(13)，所述安装环(13)的圆周外壁固定安装有三个滑块(15)和三个固定块(17)，三个所述固定块(17)的顶部均固定安装有固定筒(18)，三个所述固定筒(18)的内壁均滑动连接第二齿条(19)，三根所述第二齿条(19)的一端均固定安装有铰块(36)，三根所述铰块(36)的外壁均铰接有铰板(22)，三根所述铰板(22)的一端铰接有同一个抵柱(23)；
第一齿环(14)，所述第一齿环(14)的底部开设有环形槽(16)，三个所述滑块(15)的顶端均滑动插接于环形槽(16)的内壁，三个所述固定块(17)的顶部均转动连接有齿轮柱(21)，其中一个所述固定块(17)的底部安装有第一电机(20)，所述第一电机(20)的输出轴顶端与其中一个所述齿轮柱(21)的底端固定连接；
涡轮叶片(25)，所述涡轮叶片(25)的顶部外壁与抵柱(23)的底端接触，所述托座(26)的内壁设置有托槽(35)，所述涡轮叶片(25)的底部外壁托槽(35)接触。
2.根据权利要求1所述的一种航空发动机涡轮叶片检测用夹持装置，其特征在于：所述抵柱(23)的顶端开设有三个呈圆周阵列分布的开槽(37)，三根所述铰板(22)的一端分别交接于不同位置的开槽(37)内壁。
3.根据权利要求2所述的一种航空发动机涡轮叶片检测用夹持装置，其特征在于：所述底座(1)的顶部外壁转动连接有转盘(2)，所述转盘(2)的一侧外壁固定安装有把手(3)。
4.根据权利要求3所述的一种航空发动机涡轮叶片检测用夹持装置，其特征在于：所述转盘(2)的顶部外壁固定安装有两根支架(4)，两根所述支架(4)的顶端固定安装有同一个延伸架(5)，所述延伸架(5)的内壁顶端转动连接有顶板(9)，所述顶板(9)的一侧外壁底部固定安装有两根连接杆(12)，两根所述连接杆(12)的底端与安装环(13)的顶部外壁固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种航空发动机涡轮叶片检测用夹持装置，其特征在于：所述延伸架(5)的顶部外壁固定安装有电动推杆(6)，所述电动推杆(6)的延伸杆顶端固定安装有固定板(7)，所述固定板(7)的顶部外壁固定安装有两根第一齿条(8)，所述顶板(9)与延伸架(5)的转动连接处安装有两个第一齿轮(10)，所述第一齿条(8)与第一齿轮(10)啮合。
6.根据权利要求5所述的一种航空发动机涡轮叶片检测用夹持装置，其特征在于：所述支架(4)的一侧外壁固定安装有横板(29)，所述横板(29)的顶部固定安装有定位环(24)，所述横板(29)的底部设置有安装检测装置的孔位。
7.根据权利要求1所述的一种航空发动机涡轮叶片检测用夹持装置，其特征在于：所述托座(26)的托槽(35)内壁设置有紧固机构，所述托座(26)的外壁设置有第二齿环(30)，所述底座(1)的顶部固定安装有第二电机(27)，所述第二电机(27)的输出轴顶端固定安装有第二齿轮(28)，所述第二齿轮(28)与第二齿环(30)的外壁啮合。
8.根据权利要求7所述的一种航空发动机涡轮叶片检测用夹持装置，其特征在于：所述紧固机构包括多个呈圆周阵列分布设置于托槽(35)内壁的安装槽(31)，多个所述安装槽(31)的内壁均固定安装有电磁铁(11)，所述电磁铁(11)的一侧外壁固定安装有多根弹簧(34)，多根所述弹簧(34)的一端固定安装有磁块(33)。
9.根据权利要求8所述的一种航空发动机涡轮叶片检测用夹持装置，其特征在于：所述磁块(33)的一侧外壁均固定安装有橡胶垫(32)。
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